[go: up one dir, main page]

DE3912946A1 - INDUCTIVE PROXIMITY SWITCH - Google Patents

INDUCTIVE PROXIMITY SWITCH

Info

Publication number
DE3912946A1
DE3912946A1 DE3912946A DE3912946A DE3912946A1 DE 3912946 A1 DE3912946 A1 DE 3912946A1 DE 3912946 A DE3912946 A DE 3912946A DE 3912946 A DE3912946 A DE 3912946A DE 3912946 A1 DE3912946 A1 DE 3912946A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
oscillator
proximity switch
frequency
resonant circuit
switch according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE3912946A
Other languages
German (de)
Other versions
DE3912946C3 (en
DE3912946C2 (en
Inventor
Burkhard Tigges
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Werner Turck GmbH and Co KG
Original Assignee
Werner Turck GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Werner Turck GmbH and Co KG filed Critical Werner Turck GmbH and Co KG
Priority to DE3912946A priority Critical patent/DE3912946C3/en
Priority to EP19900105065 priority patent/EP0393359A3/en
Priority to JP2069900A priority patent/JPH0329415A/en
Priority to US07/511,767 priority patent/US5012206A/en
Publication of DE3912946A1 publication Critical patent/DE3912946A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE3912946C2 publication Critical patent/DE3912946C2/de
Publication of DE3912946C3 publication Critical patent/DE3912946C3/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945Proximity switches
    • H03K17/95Proximity switches using a magnetic detector
    • H03K17/952Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils
    • H03K17/9537Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit
    • H03K17/954Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit controlled by an oscillatory signal
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/10Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
    • G01V3/101Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils by measuring the impedance of the search coil; by measuring features of a resonant circuit comprising the search coil
    • G01V3/102Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils by measuring the impedance of the search coil; by measuring features of a resonant circuit comprising the search coil by measuring amplitude
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/945Proximity switches
    • H03K2217/95Proximity switches using a magnetic detector
    • H03K2217/952Detection of ferromagnetic and non-magnetic conductive targets

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen induktiven Näherungs­ schalter gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to an inductive approximation Switch according to the preamble of claim 1.

Ein solcher durch die DE-PS 37 14 433 bekannter Näherungsschalter hat die besondere Eigenschaft, bei der Annäherung von elektrisch leitfähigen, unmagneti­ schen Nichteisenmetallen (NF) und von ferromagneti­ schen Metallen (FE) den gleichen Schaltabstand aufzu­ weisen.Such known by DE-PS 37 14 433 Proximity switch has the special property at the approach of electrically conductive, unmagneti non-ferrous metals (NF) and ferromagneti metals (FE) the same switching distance point.

Bei der Annäherung von elektrisch leitfähigen Teilen an eine Spule verringert sich die wirksame Induktivi­ tät, weil aufgrund der durch die magnetische Induktion sich im leitfähigen Teil ausbildenden elektrischen Ströme eine Gegeninduktivität aufgebaut wird. Weiter wird bei der Annäherung von elektrisch leitfähigen Teilen die Spulengüte wegen der ohmschen Verluste im leitfähigen Teil herabgesetzt. Diese Eigenschaften werden in vielfältiger Weise bei Näherungsschaltern benutzt, indem die Verminderung der Amplitude oder das Aussetzen der Schwingung eines Oszillators durch die Bedämpfung der Sensorspule bei der Annäherung von elektrisch leitfähigen Teilen als Kriterium für eine entsprechende Annäherung ausgewertet wird. Dabei wird die Veränderung der Schwingfrequenz infolge der durch die Annäherung verringerten Induktivität kaum zur Aus­ wertung mit herangezogen.When approaching electrically conductive parts the effective inductance is reduced on a coil act because of the magnetic induction electrical ones forming in the conductive part Currents a mutual inductance is built up. Continue is used when approaching electrically conductive Divide the coil quality because of the ohmic losses in the conductive part reduced. These properties are used in a variety of ways with proximity switches used by reducing the amplitude or that  Exposing the oscillation of an oscillator to the Damping of the sensor coil when approaching electrically conductive parts as a criterion for a appropriate approximation is evaluated. Doing so the change in the vibration frequency as a result of the approach hardly reduced inductance to the end evaluation with.

Bei der Annäherung von ferromagnetischen Teilen, also von Teilen mit sehr hoher magnetischer Leitfähigkeit, sind die oben beschriebenen aus der elektrischen Leitfähigkeit sich ergebenden Effekte überlagert durch eine Erhöhung der Induktivität als Folge der durch die ferromagnetischen Eigenschaften erhöhten Permeabilität der Spulenanordnung. Auch diese Eigenschaften werden bei Näherungsschaltern benutzt, meist in ähnlicher Weise wie oben beschrieben.When approaching ferromagnetic parts, so of parts with very high magnetic conductivity, are those described above from the electrical Conducting effects superimposed by an increase in inductance as a result of the ferromagnetic properties increased permeability the coil arrangement. These properties too used in proximity switches, mostly in a similar one Way as described above.

Die unterschiedlichen Wirkungen bei der Annäherung von elektrisch leitfähigen nichtmagnetischen Teilen, also insbesonders von Nichteisenmetallen wie Kupfer, Aluminium usw., im folgenden NF-Metalle genannt, und von ferromagnetischen Teilen, also insbesonders von Eisen-Metallen, im folgenden FE-Metalle genannt, können im Einzelfall gleichgültig sein, insbesondere wenn der Näherungsschalter nur die Annäherungen an stets gleiches Material detektieren soll. Die unterschiedlichen Wirkungen können aber auch nützlich sein, insbesonders wenn die Anordnung weniger zur Detektion einer bestimmten Annäherung verwendet werden soll, sondern vielmehr zur Unterscheidung der angenäherten Teile bezüglich ihres Materiales. Schließlich gibt es auch Fälle, in denen die unterschiedlichen Wirkungen nachteilig sind, insbesondere dann, wenn die Detektion auf einen bestimmten Annäherungszustand unabhängig von den unterschiedlichen Materialien erfolgen soll, was Ziel der vorliegenden Erfindung ist.The different effects when approaching electrically conductive non-magnetic parts, so especially of non-ferrous metals like copper, Aluminum etc., hereinafter referred to as NF metals, and of ferromagnetic parts, in particular of Ferrous metals, hereinafter referred to as FE metals, can be indifferent in individual cases, in particular when the proximity switch only the approximations on should always detect the same material. The however different effects can also be useful be, especially if the arrangement is less for Detection of a certain approximation can be used should, but rather to differentiate the approximate parts in terms of their material. Finally, there are cases where the different effects are disadvantageous,  especially if the detection is on a certain approximation state regardless of the different materials should be what goal of the present invention.

Bei dem für diesen Zweck bekannten Näherungsschalter (DE-PS 37 14 433) ist in einer Schwingkreis-Os­ zillatoranordnung außer dem im wesentlichen die Frequenz bestimmenden Frequenz-Schwingkreis ein Impedanzglied enthalten, und der Impedanzwert dieses Gliedes wird als auslösendes Merkmal verwendet. Dabei sind die Resonanzfrequenz des Frequenz-Schwingkreises und der kritische Impedanzwert des Impedanzgliedes auf die Koordinaten des Schnittpunktes der für jeweils gleichen Schaltabstand sich ergebenden Impedanz/Frequenz-Kennlinie für Auslösung durch NF-Metall einerseits und durch FE-Metall andererseits abgestimmt.In the proximity switch known for this purpose (DE-PS 37 14 433) is in a resonant circuit Os zillatoranordnung besides that essentially the Frequency-determining frequency resonant circuit Impedance element included, and the impedance value of this Limb is used as a triggering characteristic. Here are the resonance frequency of the frequency resonant circuit and the critical impedance value of the impedance element the coordinates of the intersection of each resultant same switching distance Impedance / frequency characteristic for tripping by NF metal on the one hand and FE metal on the other Voted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Näherungsschalter hinsichtlich Temperaturstabilität, Ansprechempfindlichkeit und kleinerer Bauform zu verbessern.The invention is based, the generic proximity switches with regard Temperature stability, responsiveness and to improve the smaller design.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens von Anspruch 1 gelöst. Bei der Erfindung ist ein frequenz- und amplitudenkonstanter, von außen nicht beeinflußbarer Oszillator verwendet, dem über eine nur schwache Kopplung mittels einer Impedanz ein von außen beeinflußbarer Schwingkreis, bevorzugt als Teil eines aktiven, schmalbandigen Band­ paßfilters, nachgeschaltet ist. According to the invention, this object is achieved by the features of the label of claim 1 solved. In the Invention is a frequency and amplitude constant, an oscillator that cannot be influenced from outside is used, over a weak coupling by means of a Impedance a resonant circuit that can be influenced from outside, preferably as part of an active, narrow-band band pass filter, is connected.  

Zum Unterschied gegenüber Näherungsschaltern, die von der Bedämpfung eines Oszillator-Schwingkreises und der dadurch erfolgenden Amplituden- oder Schwingungs­ zustandsänderung Gebrauch machen, wird erfindungsgemäß ein dauernd mit fester Frequenz und Amplitude arbeitender Oszillator verwendet. Solche Oszillatoren lassen sich mit modernen elektronischen Bauteilen sehr einfach und mit nur geringem Raumbedarf aufbauen, ins­ besonders, wenn sie durch einen Keramik- oder Quartz­ schwinger angeregt werden, also z. B. als Quarz­ oszillator aufgebaut sind. Derartige Oszillatoren zeichnen sich weiter aus durch ein sehr stabiles Betriebsverhalten, d. h. sie schwingen sicher an, ihr Schwingungszustand und die Frequenz bleiben auch unter äußeren Einflüssen wie z. B. Temperatur oder Fremd­ feldern stabil. Erfindungsgemäß wird also der Oszillator selbst einschließlich seines Schwingkreises nicht von den Annäherungen beeinflußt.In contrast to proximity switches, which are from the damping of an oscillator circuit and the resulting amplitude or vibration make use of the change of state is invented one with a fixed frequency and amplitude working oscillator used. Such oscillators can be done with modern electronic components easy to set up and takes up little space especially if it's through a ceramic or quartz vibrators are excited, e.g. B. as quartz oscillator are built. Such oscillators are further characterized by a very stable Operating behavior, d. H. they swing safely, you Vibration status and the frequency remain below external influences such. B. temperature or foreign fields stable. According to the invention Oscillator itself including its resonant circuit not affected by the approximations.

Die eigentliche Sensorspule, also die Spule, die durch die Annäherungen beeinflußt werden soll, ist Teil eines Schwingkreises, der lose, also im wesentlichen rückwirkungsfrei an den Oszillator angekoppelt ist. Die Impedanz dieses Schwingkreises bei der durch die Oszillatorfrequenz vorgegebenen Frequenz wird dabei als Maß für den Grad der Annäherung einer Auswertstufe zugeführt. Die jeweilige Impedanz des Sensorschwing­ kreises hängt ab von seiner Dimensionierung und ferner von den durch die Annäherungen hervorgerufenen Änderungseffekten. Bei geeigneter Dimensionierung des Sensorschwingkreises schneidet sich die Impedanz/Frequenz-Kennlinie für eine bestimmte Annäherung von NF-Metallen mit derjenigen für eine gleiche Annäherung von FE-Metallen an einem Punkt, also bei einer bestimmten Frequenz und einer bestimmten Impedanz, im folgenden kritischer Punkt genannt. Wird nun die gesamte Anordnung so dimensioniert, daß die Frequenz am kritischen Punkt mit der Oszillatorfrequenz übereinstimmt und daß der Pegeldetektor bei der Impedanz am kritischen Punkt anspricht, so ist ein Näherungsschalter gegeben, der bei der Annäherung von NF-Auslösern und von FE-Auslösern jeweils beim gleichen Maß der Annäherung anspricht.The actual sensor coil, i.e. the coil that passes through the approximations to be influenced is part a resonant circuit that is loose, that is essentially is coupled to the oscillator without feedback. The impedance of this resonant circuit at the through the The oscillator frequency is the predetermined frequency as a measure of the degree of approximation of an evaluation level fed. The respective impedance of the sensor oscillation circle depends on its dimensioning and further of those caused by the approximations Change effects. With suitable dimensioning of the Sensor resonant circuit intersects the Impedance / frequency characteristic for a specific Approximation of NF metals with that for one same approximation of ferrous metals at one point,  so at a certain frequency and one certain impedance, in the following critical point called. Now the whole arrangement is like this dimensioned that the frequency at the critical point agrees with the oscillator frequency and that the Level detector for the impedance at the critical point responds, there is a proximity switch that when approaching NF triggers and FE triggers each with the same degree of approximation appeals.

Für die erfindungsgemäße Anordnung kann es besonders zweckmäßig sein, den Sensorschwingkreis als Teil eines aktiven Bandpaßfilters zu betreiben. Damit wird es möglich, mit sehr schwachen Oszillatorsignalen auszu­ kommen und das gewünschte Übertragungsverhalten des Bandpaßfilters in weiten Grenzen einzustellen. Die Ansprechempfindlichkeit kann bei gleichzeitiger Ver­ minderung der Abstandsabweichungen erheblich ge­ steigert werden.It can be special for the arrangement according to the invention be expedient, the sensor resonant circuit as part of a to operate an active bandpass filter. So it will possible to work with very weak oscillator signals come and the desired transmission behavior of the Bandpass filter set within wide limits. The Responsiveness can be at the same time Ver reduction of the distance deviations significantly ge be increased.

Da die Frequenz des Sensorschwingkreises am kritischen Punkt mit der Oszillatorfrequenz übereinstimmen soll, wird die Grundfrequenz des Sensorschwingkreises, also seine Frequenz im unbeeinflußten Zustand, zwar von der Oszillatorfrequenz abweichen müssen, aber nur wenig. Um die erforderliche Übereinstimmung bezüglich der Frequenz am kritischen Punkt jeweils richtig zu erzielen, kann prinzipiell die Oszillatorfrequenz oder die Grundfrequenz des Sensorschwingkreises entsprechend eingestellt oder bemessen werden. Zur Einstellung der für den Sensorschwingkreis wirksamen Anregungsfrequenz kann die ursprüngliche Oszillator­ frequenz auch durch einen entsprechenden Frequenz­ teiler herabgesetzt werden. Because the frequency of the sensor resonant circuit is critical Point should match the oscillator frequency, becomes the basic frequency of the resonant circuit, so its frequency in the unaffected state, from the Oscillator frequency must deviate, but only slightly. To achieve the required agreement regarding the Frequency at the critical point is correct can achieve in principle the oscillator frequency or the basic frequency of the sensor resonant circuit be adjusted or dimensioned accordingly. To Setting the effective for the sensor resonant circuit Excitation frequency can be the original oscillator frequency also by a corresponding frequency divider can be reduced.  

Um die erforderliche Übereinstimmung bezüglich der Impedanz am kritischen Punkt und dem Auslösepunkt des Pegeldetektors jeweils richtig zu erzielen, kann prinzipiell der Schaltpunkt des Pegeldetektors oder die Verstärkung des Bandpaßfilters oder, durch Zufügen ohmscher Anteile, die Impedanz des Sensorstromkreises oder aber die Amplitude des Oszillators oder die Impe­ danz der Kopplung entsprechend eingestellt oder bemessen werden.To achieve the required agreement regarding the Impedance at the critical point and the trigger point of the To achieve level detector correctly in each case in principle the switching point of the level detector or the amplification of the bandpass filter or, by adding ohmic components, the impedance of the sensor circuit or the amplitude of the oscillator or the impe danz of the coupling set accordingly or be measured.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen angegeben und werden nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:Further features of the invention are specified in the claims Unteran and are explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 3. The drawing shows:

Fig. 1 das Blockschaltbild eines erfindungs­ gemäßen Näherungsschalters, Fig. 1 is a block diagram of a modern fiction, proximity switch,

Fig. 2 das Diagramm eines typischen Verhaltens von Parallelschwingkreisen bei der An­ näherung von verschiedenen Materialien auf einen bestimmten Abstand und Fig. 2 shows the diagram of a typical behavior of parallel resonant circuits when approaching different materials at a certain distance and

Fig. 3 verschiedene Möglichkeiten für die An­ kopplung des Sensorschwingkreises bzw. Bandpaßfilters an den Oszillator. Fig. 3 different options for coupling to the resonant circuit or bandpass filter to the oscillator.

Der in Fig. 1 gezeigte Oszillator 1 kann prinzipiell ein Oszillator jeder Art sein, insbesondere aber auch ein Quarzoszillator. Seine Ausgangsfrequenz kann ent­ weder unmittelbar zur Ankopplung 3 oder über einen festen oder einstellbaren Frequenzteiler 2 geführt sein. Die Ankopplung 3 kann prinzipiell jeder Art sein, insbesondere aber eine lose Kopplung mittels einer Impedanz, z. B. nach den in Fig. 3 gezeigten Beispielen. An dem am Oszillator 1 unmittelbar oder nach entsprechender Frequenzteilung 2 über die Kopplung 3 vorzugsweise lose angekoppelten Sensor­ schwingkreis 4 entsteht ein von der Einkopplung und von der jeweiligen Impedanz des Sensorschwingkreises 4 abhängiges Signal, das von einem Pegeldetektor 5 und einer Schaltstufe 6 in das Ausgangssignal des erfindungsgemäßen Näherungsschalters umgesetzt wird. Da die Impedanz des Sensorschwingkreises in bereits beschriebener Weise von der Annäherung 7 abhängig ist, wird das Ausgangssignal des Näherungsschalters ent­ sprechend der Annäherung ausgelöst.The oscillator 1 shown in FIG. 1 may be an oscillator of any kind in principle, but in particular a quartz oscillator. Its output frequency can be guided either directly to the coupling 3 or via a fixed or adjustable frequency divider 2 . The coupling 3 can in principle be of any type, but in particular a loose coupling by means of an impedance, e.g. B. according to the examples shown in Fig. 3. At the oscillator 1 directly or after corresponding frequency division 2 via the coupling 3, preferably loosely coupled sensor oscillating circuit 4 , a signal is generated which is dependent on the coupling and on the respective impedance of the sensor oscillating circuit 4 and which is output by a level detector 5 and a switching stage 6 Proximity switch according to the invention is implemented. Since the impedance of the sensor circuit is dependent on the approach 7 in the manner already described, the output signal of the proximity switch is triggered accordingly the approach.

Der Sensorschwingkreis 4 kann ein einfacher L-C-Schwingkreis sein, dessen Spule 8 in bekannter Weise als Sensorspule ausgebildet ist. Anstelle dieser einfachen Anordnung kann es aber erfindungsgemäß besonders vorteilhaft sein, den Schwingkreis als Teil eines aktiven schmalbandigen Bandpaßfilters zu be­ treiben. Dabei werden die Schalteigenschaften be­ sonders stabil und es kann ein Oszillator mit geringer Leistung verwendet werden.The sensor resonant circuit 4 can be a simple LC resonant circuit, the coil 8 of which is designed as a sensor coil in a known manner. Instead of this simple arrangement, however, it can be particularly advantageous according to the invention to drive the resonant circuit as part of an active narrowband bandpass filter. The switching properties are particularly stable and an oscillator with low power can be used.

Fig. 2 zeigt eine Impedanz/Frequenz-Kennlinie für verschiedene Zustände. Die Kurve I zeigt die Impedanz eines unbeeinflußten Schwingkreises in Abhängigkeit von der Frequenz. Die Kurve II zeigt den typischen Verlauf beim gleichen Schwingkreis, wenn dieser durch eine Annäherung eines NF-Metalles, also eines elektrisch leitfähigen, nichtmagnetischen Teiles, auf einen bestimmten Abstand beeinflußt ist. Die Resonanz­ frequenz und der Höchstwert der Impedanz sind durch die Beeinflussung verändert. Kurve III schließlich zeigt den Verlauf bei der Annäherung eines FE-Metalles also eines ferromagnetischen Teiles, auf genau den gleichen Abstand wie bei Kurve II. Bei der gezeigten gleichen Annäherung eines NF-Teiles und eines FE-Teiles ergibt sich ein Schnittpunkt P₀ der beiden Kurven II und III bei der Frequenz f₀ und bei der Impedanz Z₀. Wird nun ein solcher Schwingkreis als Sensorschwingkreis 4 mit genau der konstanten Frequenz f₀ angeregt und wird der Schaltpunkt des Pegel­ detektors 5 auf den Impedanzwert Z₀ eingestellt, so wird der damit hergestellte erfindungsgemäße Näherungsschalter sowohl bei der Annäherung von NF-Metallen als auch von FE-Metallen beim gleichen Abstand schalten. Fig. 2 shows an impedance / frequency characteristic for different states. Curve I shows the impedance of an uninfluenced resonant circuit as a function of the frequency. Curve II shows the typical course for the same resonant circuit when it is influenced by the approach of an NF metal, ie an electrically conductive, non-magnetic part, to a certain distance. The resonance frequency and the maximum value of the impedance are changed by the influence. Finally, curve III shows the course when an FE metal approaches a ferromagnetic part, at exactly the same distance as in curve II. With the same approach of an NF part and an FE part shown, there is an intersection point P ₀ of the two Curves II and III at the frequency f ₀ and at the impedance Z ₀. If such a resonant circuit is now excited as a sensor resonant circuit 4 with exactly the constant frequency f ₀ and the switching point of the level detector 5 is set to the impedance value Z ₀, the proximity switch according to the invention thus produced becomes both when approaching NF metals and FE -Switch metals at the same distance.

In Fig. 3 sind verschiedene Möglichkeiten für die vorzugsweise lose Ankopplung 3 des Sensorschwing­ kreises 4 an den frequenzkonstanten Oszillator 1, bzw. soweit vorhanden, zugehörigen Frequenzteiler 2, dargestellt. Fig. 3a zeigt eine einfache kapazitive Ankopplung. Die Sensorspule 8 und der Kondensator 9 bilden den Sensorschwingkreis 4, ggfs. auch als Teil eines aktiven Filters. Der Kondensator 10 bildet die Impedanz der Ankopplung 3 an den Oszillator 1 bzw. den Frequenzteiler 2. Fig. 3b zeigt eine kapazitive Kopplung, bei der der Schwingkreiskondensator 9 in zwei Teile 9 a und 9 b aufgeteilt ist und die Ankopplung dazwischen erfolgt. In Fig. 3c erfolgt die kapazitive Ankopplung mittels des Kondensators 10 als Impedanz auf einen Abgriff der Schwingkreisspule 8. Eine induktive Ankopplung ist in Fig. 3d gezeigt. Dabei wird die Schwingungsanregung induktiv über die magnetische Kopplung der über den Kondensator 10 mit dem Oszillator verbundenen Erregerspule 11 mit der Sensorschwingkreisspule 8 übertragen. In Fig. 3 different ways for the preferably loose coupling 3 of the sensor oscillating circuit 4 are illustrated at the constant frequency oscillator 1, and if present, the associated frequency divider 2. Fig. 3a shows a simple capacitive coupling. The sensor coil 8 and the capacitor 9 form the sensor resonant circuit 4 , possibly also as part of an active filter. The capacitor 10 forms the impedance of the coupling 3 to the oscillator 1 or the frequency divider 2 . FIG. 3b shows a capacitive coupling, in which the resonant circuit capacitor is divided into two parts 9 a 9 b and 9 and the coupling is carried out in between. In Fig. 3c, the capacitive coupling means of the capacitor 10 takes place as an impedance to a tap of the resonant circuit coil 8. An inductive coupling is shown in Fig. 3d. The vibration excitation is transmitted inductively via the magnetic coupling of the excitation coil 11 connected to the oscillator via the capacitor 10 with the sensor oscillating circuit coil 8 .

Die Schwingungsanregung des Schwingkreises kann beim aktiven Bandpaß auch an geeigneter Stelle im Ver­ stärkerzweig erfolgen.The vibration excitation of the resonant circuit can be active bandpass at a suitable point in the Ver stronger branch.

Claims (10)

1. Induktiver Näherungsschalter, mit einem Oszillator (1), mit einer von einem elektrisch leitfähigen Nichteisenmetall (NF)- und/oder einem ferromagne­ tischen Metall (FE)-Auslöser (7) beeinflußbaren, in einem Schwingkreis (4) liegenden Sensorspule (8), mit einer Auswerteschaltung (5, 6), die die Schaltzustände aus dem Impedanzwert des Schwing­ kreises (4) ableitet, wobei die Frequenz des Oszillators (1) und der kritische Impedanzwert des Sensor-Schwingkreises (4) auf die Koordinaten (f₀, Z₀) des Schnittpunktes (P₀) der für jeweils gleichen Schaltabstand sich ergebenden Impedanz/Frequenz-Kennlinien für einen NF-Auslöser und einen FE-Auslöser abgestimmt sind, dadurch gekennzeichnet,
  • a) daß der Oszillator (1) frequenzkonstant arbeitet,
  • b) daß der Oszillator (1) amplitudenkonstant arbeitet,
  • c) daß der Oszillator (1) selbst von außen nicht beeinflußbar ist,
  • d) daß der Sensorschwingkreis (4) über eine Impedanz (3) an den Oszillator (1) angeschlossen ist und
  • e) daß die vom Oszillator (1) an die Impedanz (3) gelieferte Frequenz etwa im Bereich der Eigenfrequenz des Sensorschwingkreises (4) liegt.
1. Inductive proximity switch, with an oscillator ( 1 ), with one of an electrically conductive non-ferrous metal (NF) - and / or a ferromagnetic metal (FE) trigger ( 7 ) influenceable, in a resonant circuit ( 4 ) lying sensor coil ( 8 ), with an evaluation circuit ( 5 , 6 ) which derives the switching states from the impedance value of the resonant circuit ( 4 ), the frequency of the oscillator ( 1 ) and the critical impedance value of the sensor resonant circuit ( 4 ) being based on the coordinates ( f ₀ , Z ₀) of the point of intersection ( P ₀) of the impedance / frequency characteristic curves resulting for the same switching distance are coordinated for an AF release and an FE release, characterized in that
  • a) that the oscillator ( 1 ) operates at a constant frequency,
  • b) that the oscillator ( 1 ) operates with constant amplitude,
  • c) that the oscillator ( 1 ) itself cannot be influenced from the outside,
  • d) that the sensor resonant circuit ( 4 ) is connected via an impedance ( 3 ) to the oscillator ( 1 ) and
  • e) that the frequency supplied by the oscillator ( 1 ) to the impedance ( 3 ) lies approximately in the range of the natural frequency of the sensor resonant circuit ( 4 ).
2. Näherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Oszillator (1) durch einen Keramik- oder Quarzschwinger gesteuert wird, also beispielsweise ein Quarzoszillator ist.2. Proximity switch according to claim 1, characterized in that the oscillator ( 1 ) is controlled by a ceramic or quartz oscillator, that is, for example, a quartz oscillator. 3. Näherungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Oszillators (1) einstellbar ist.3. Proximity switch according to claim 1 or 2, characterized in that the frequency of the oscillator ( 1 ) is adjustable. 4. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude des Oszillators (1) einstellbar ist.4. Proximity switch according to one or more of the preceding claims, characterized in that the amplitude of the oscillator ( 1 ) is adjustable. 5. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Oszillator (1) und der Koppelimpedanz (3) ein fester oder einstellbarer Frequenzteiler (2) angeordnet ist.5. Proximity switch according to one or more of the preceding claims, characterized in that a fixed or adjustable frequency divider ( 2 ) is arranged between the oscillator ( 1 ) and the coupling impedance ( 3 ). 6. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorschwingkreis (4) Teil eines aktiven schmalbandigen Bandpaßfilters ist.6. Proximity switch according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sensor resonant circuit ( 4 ) is part of an active narrow-band bandpass filter. 7. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfrequenz des Sensorschwingkreises (4) einstellbar ist.7. Proximity switch according to one or more of the preceding claims, characterized in that the basic frequency of the sensor resonant circuit ( 4 ) is adjustable. 8. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Güte des Sensorschwingkreises (4) durch Zuschalten von festen oder einstellbaren ohmschen Anteilen einstellbar ist. 8. Proximity switch according to one or more of the preceding claims, characterized in that the quality of the sensor resonant circuit ( 4 ) is adjustable by switching on fixed or adjustable ohmic components. 9. Näherungsschalter nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet daß die Verstärkung des aktiven Bandpaß­ filters einstellbar ist.9. Proximity switch according to claim 4, characterized records that the gain of the active bandpass filter is adjustable. 10. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltpunkte des Pegeldetektors (5) einstellbar sind.10. Proximity switch according to one or more of the preceding claims, characterized in that the switching points of the level detector ( 5 ) are adjustable.
DE3912946A 1989-04-20 1989-04-20 Inductive proximity switch Expired - Fee Related DE3912946C3 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3912946A DE3912946C3 (en) 1989-04-20 1989-04-20 Inductive proximity switch
EP19900105065 EP0393359A3 (en) 1989-04-20 1990-03-17 Inductive proximity switch
JP2069900A JPH0329415A (en) 1989-04-20 1990-03-22 Induction proximity switch
US07/511,767 US5012206A (en) 1989-04-20 1990-04-20 Inductive proximity switch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3912946A DE3912946C3 (en) 1989-04-20 1989-04-20 Inductive proximity switch

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE3912946A1 true DE3912946A1 (en) 1990-10-31
DE3912946C2 DE3912946C2 (en) 1991-11-07
DE3912946C3 DE3912946C3 (en) 1996-06-20

Family

ID=6379037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3912946A Expired - Fee Related DE3912946C3 (en) 1989-04-20 1989-04-20 Inductive proximity switch

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5012206A (en)
EP (1) EP0393359A3 (en)
JP (1) JPH0329415A (en)
DE (1) DE3912946C3 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19740774C2 (en) * 1996-09-18 2001-11-08 Ifm Electronic Gmbh Inductive proximity switch
DE4429314B4 (en) * 1994-08-18 2005-02-10 Werner Turck Gmbh & Co. Kg Inductive proximity switch
DE102004053551A1 (en) * 2004-11-05 2006-05-18 Siemens Ag Detector of mobile, or movable part, electrically and/or magnetically conductive, incorporates two electric circuits and control and/or regulating device, with specified components of both electric circuits
DE102007010467A1 (en) 2007-03-01 2008-09-04 I F M Electronic Gmbh Inductive proximity switch, particularly electronic switchgears for use in electrical and electronic switching, is made of metal, particularly stainless steel, and transmitter coils are arranged concentric to receiver coils
DE102006040550B4 (en) * 2005-08-31 2010-12-30 Ifm Electronic Gmbh Inductive proximity switch

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3027242B2 (en) * 1990-10-04 2000-03-27 ヴェルナー トゥルク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト Inductive proximity switch
US5200704A (en) * 1991-02-28 1993-04-06 Westinghouse Electric Corp. System and method including a buried flexible sheet target impregnated with ferromagnetic particles and eddy current probe for determining proximity of a non-conductive underground structure
JPH05110412A (en) * 1991-10-15 1993-04-30 Omron Corp Oscillator circuit and high frequency oscillation type proximity switch
IT1257835B (en) * 1992-06-17 1996-02-13 Gd Spa TAPE MATERIAL THICKNESS DETECTOR DEVICE, IN PARTICULAR IN DEVICES FOR THE AUTOMATIC CHANGE OF METALLIC TAPE MATERIAL SPOOLS
US5420507A (en) * 1992-09-28 1995-05-30 Edward L. Laskowski Method and apparatus for sensing a target characteristic by measuring both impedance and resonant frequency of a tank circuit
FR2699281B1 (en) * 1992-12-15 1995-05-19 Inst Francais Du Petrole Device and method for characterizing a medium comprising at least one conductive part.
DE4330140C2 (en) * 1993-09-07 1997-07-17 Ifm Electronic Gmbh Inductive proximity switch
FR2716979B1 (en) * 1994-03-04 1996-03-29 Telemecanique Inductive proximity switch.
DE4427220C2 (en) * 1994-08-01 1997-12-04 Siemens Ag Magnetic proximity detector
JPH0943007A (en) * 1994-11-30 1997-02-14 Omron Corp Detection apparatus, detection method and sensor
JP3571102B2 (en) * 1995-02-28 2004-09-29 株式会社ニデック Ophthalmic equipment
US5801530A (en) * 1995-04-17 1998-09-01 Namco Controls Corporation Proximity sensor having a non-ferrous metal shield for enhanced sensing range
US5760577A (en) * 1995-04-20 1998-06-02 Techno Excel Kabushiki Kaisha LC resonance circuit displacement sensor
DE19611810C2 (en) * 1996-03-26 2000-12-28 Balluff Gebhard Gmbh & Co Non-contact proximity switch
US5712621A (en) * 1996-06-06 1998-01-27 Andersen; James D. Security system with variable inductance sensor
US5986549A (en) * 1997-07-23 1999-11-16 Teodorescu; Horia-Nicolai Position and movement reasonant sensor
US5975131A (en) * 1997-10-10 1999-11-02 Theisen; Terry J. Tank valve and opening sensor
GB2349471B (en) * 1999-04-27 2003-08-06 Ceramaspeed Ltd Electric heater assembly
US6424145B1 (en) 2000-02-29 2002-07-23 Eldec Corporation Inductive proximity sensor for detecting ferromagnetic, non-permeable or magnet targets
IL135730A (en) * 2000-04-18 2004-05-12 Visonic Ltd Displacement sensing system
DE10057773B4 (en) 2000-11-22 2021-05-27 Werner Turck Gmbh & Co. Kg proximity switch
DE10064507C5 (en) * 2000-12-22 2011-08-11 BALLUFF GmbH, 73765 Magnetic field sensitive proximity sensor
WO2002071020A1 (en) * 2001-03-03 2002-09-12 Hogahm Technology Co. Ltd Proximity sensor system having proximity sensor with bipolar signal output
ITMO20030300A1 (en) * 2003-11-07 2005-05-08 M D Micro Detectors Spa INDUCTIVE PROXIMITY SENSOR, IN PARTICULAR TO DETECT THE PRESENCE OF FERROUS AND NON-FERROUS MATERIALS
US7271585B2 (en) * 2004-12-01 2007-09-18 Simmonds Precision Products, Inc. Method of fabricating a multilayer wiring board proximity sensor
DE102005001692B4 (en) * 2005-01-13 2007-04-05 Pepperl + Fuchs Gmbh Proximity switch and method for operating a proximity switch
CN1941628A (en) * 2005-08-31 2007-04-04 Ifm电子股份有限公司 Inductive switch
DE202006003600U1 (en) * 2006-02-22 2007-08-09 Pepperl + Fuchs Gmbh Inductive proximity switch
DE102007003374A1 (en) * 2006-02-22 2007-09-20 Pepperl + Fuchs Gmbh Inductive proximity switch and method for operating such
DE102006032226B4 (en) * 2006-07-07 2009-12-10 Pilz Gmbh & Co. Kg Method and device for safe distance monitoring
JP4831686B2 (en) * 2006-12-27 2011-12-07 株式会社山武 High-frequency oscillation type proximity sensor
JP5150521B2 (en) * 2009-01-16 2013-02-20 アズビル株式会社 High frequency oscillation type proximity sensor
CN102273074B (en) * 2009-04-28 2014-06-25 欧姆龙株式会社 Proximity switch
DE102009044820B4 (en) 2009-12-08 2011-09-01 Turck Holding Gmbh Self-calibrating proximity switch
DE102011016504B4 (en) * 2011-04-08 2013-07-18 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Display device for a vehicle component
GB2495104A (en) * 2011-09-28 2013-04-03 Oxford Rf Sensors Ltd Rotor blade sensor
EP2589989B1 (en) * 2011-11-04 2021-04-14 Radiodetection Limited Signal generator
US9188487B2 (en) 2011-11-16 2015-11-17 Tyco Fire & Security Gmbh Motion detection systems and methodologies
GB2506424B (en) * 2012-09-28 2017-06-07 Salunda Ltd Target clearance measurement device
US9274075B2 (en) * 2014-01-30 2016-03-01 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Proximity sensor detecting metallic and non-metallic objects
DE102014016217B4 (en) 2014-10-31 2024-05-29 Wenglor sensoric elektronische Geräte GmbH Inductive proximity switch and control method for its operation
US11614345B2 (en) * 2021-06-16 2023-03-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Surface sensing via resonant sensor
US11984653B2 (en) 2021-09-27 2024-05-14 Microsoft Technology Licensing, Llc Optically transparent antennas on transparent substrates
US12235341B2 (en) * 2021-12-06 2025-02-25 Microsoft Technology Licensing, Llc Radar tracking with greater than range resolution precision
US11914093B2 (en) 2021-12-07 2024-02-27 Microsoft Technology Licensing, Llc RF antenna scanning for human movement classification
US11829522B1 (en) 2022-05-24 2023-11-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Head mounted device with segmented chassis
US11775057B1 (en) 2022-05-25 2023-10-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Head-mounted display operation based on face tracking
US11720168B1 (en) 2022-05-25 2023-08-08 Microsoft Technology Licensing, Llc Inferred body movement using wearable RF antennas
US12140762B2 (en) 2023-01-18 2024-11-12 Microsoft Technology Licensing, Llc Vision-control system for near-eye display

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2745650C2 (en) * 1977-10-11 1983-11-24 Industrieelektronik Dr. Ing. Walter Klaschka GmbH & Co, 7533 Tiefenbronn Proximity switch
DE3305546A1 (en) * 1983-02-18 1984-08-23 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Device for contactless measurement of the distance of a metallic test specimen from a sensor coil
DE3320509A1 (en) * 1983-06-07 1984-12-13 Pulsotronic Merten Gmbh & Co Kg, 5270 Gummersbach Electronic proximity switch
DE3514834A1 (en) * 1985-04-24 1986-11-06 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München INDUCTIVE PROXIMITY SWITCH
DE3714433C1 (en) * 1987-04-30 1988-11-24 Turck Werner Kg Inductive proximity switch
DE3221888C2 (en) * 1982-06-09 1989-08-10 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4470015A (en) * 1981-11-25 1984-09-04 Teknetics, Inc. Metal detector system with undesirable target and mineralized ground discrimination

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2745650C2 (en) * 1977-10-11 1983-11-24 Industrieelektronik Dr. Ing. Walter Klaschka GmbH & Co, 7533 Tiefenbronn Proximity switch
DE3221888C2 (en) * 1982-06-09 1989-08-10 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De
DE3305546A1 (en) * 1983-02-18 1984-08-23 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Device for contactless measurement of the distance of a metallic test specimen from a sensor coil
DE3320509A1 (en) * 1983-06-07 1984-12-13 Pulsotronic Merten Gmbh & Co Kg, 5270 Gummersbach Electronic proximity switch
DE3514834A1 (en) * 1985-04-24 1986-11-06 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München INDUCTIVE PROXIMITY SWITCH
DE3714433C1 (en) * 1987-04-30 1988-11-24 Turck Werner Kg Inductive proximity switch

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BAHR, H.: Philips Lehrbriefe, Bd. 2, 8. Aufl., Hüthig Verlag, 1984, S. 24, 25, 33, 34, 183 *
DONNER, E. F.: Position Detector, In: IBM Technical Disclosure Bulletin, 1963, Nr. 5, S. 24-25 *
KRIMMLING, H. J. und WALKER, H.: Berührungslose Näherungsschalter BERO mit integrierter Schaltung,in: Siemens-Zeitschrift H. 4, 1975, S. 265-268 *
KULP, M.: Elektronenröhren und ihre Schaltungen, 4. Aufl., Van den Hoeck & Ruprecht, 1963, S. 230-235, 246-249 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4429314B4 (en) * 1994-08-18 2005-02-10 Werner Turck Gmbh & Co. Kg Inductive proximity switch
DE19740774C2 (en) * 1996-09-18 2001-11-08 Ifm Electronic Gmbh Inductive proximity switch
DE102004053551A1 (en) * 2004-11-05 2006-05-18 Siemens Ag Detector of mobile, or movable part, electrically and/or magnetically conductive, incorporates two electric circuits and control and/or regulating device, with specified components of both electric circuits
DE102006040550B4 (en) * 2005-08-31 2010-12-30 Ifm Electronic Gmbh Inductive proximity switch
DE102007010467A1 (en) 2007-03-01 2008-09-04 I F M Electronic Gmbh Inductive proximity switch, particularly electronic switchgears for use in electrical and electronic switching, is made of metal, particularly stainless steel, and transmitter coils are arranged concentric to receiver coils
DE102007010467B4 (en) * 2007-03-01 2015-09-03 Ifm Electronic Gmbh Inductive proximity switch

Also Published As

Publication number Publication date
EP0393359A3 (en) 1991-07-10
DE3912946C3 (en) 1996-06-20
US5012206A (en) 1991-04-30
JPH0329415A (en) 1991-02-07
DE3912946C2 (en) 1991-11-07
EP0393359A2 (en) 1990-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3912946C3 (en) Inductive proximity switch
EP0288921B1 (en) Inductive proximity switch
DE2805935C2 (en)
DE3236224C2 (en) Inductive proximity switch
EP0218042B1 (en) Magnetic-field-dependent electronic proximity switch
DE4330140C2 (en) Inductive proximity switch
EP0320442B1 (en) Use of a dielectric microwave resonator, and sensor circuits
DE4021164C1 (en) Inductive proximity circuit for machine tool - has oscillator transistor output signal compared with external signal for switching initiation
DE19611810C2 (en) Non-contact proximity switch
DE4120806C2 (en)
DE3733943A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR EXCITING A VIBRATING CIRCUIT
DE19538575A1 (en) Inductive proximity sensor with high switching speed
DE2916123C2 (en) Arrangement for testing coins
DE3619238C2 (en)
DE10137091A1 (en) Inductive proximity sensor
DE4032001A1 (en) Inductive proximity switch with externally activated oscillator - has compensation coil in series-opposition to oscillator indicator coil
DE1299429B (en) Device for detecting the presence of metallic objects with a transistor connected as an oscillator
DE2127451C3 (en) Circuit arrangement for a receptor arranged on a vehicle / for a traffic warning radio system
DE4210018C2 (en) Weldable inductive proximity switch
DE2420120B2 (en) MEASURING DEVICE
DE102004020978B4 (en) Inductive proximity sensor and method for signal extraction in an inductive proximity sensor
DE1463394C (en) Circuit arrangement for initiators of control devices
DE1284110B (en) Capacitance level switching arrangement
DE29516451U1 (en) Inductive proximity sensor with high switching speed
DE10004718C5 (en) Inductive proximity sensor

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8366 Restricted maintained after opposition proceedings
8381 Inventor (new situation)

Free format text: TIGGES, BURKHARD, 59846 SUNDERN, DE

8305 Restricted maintenance of patent after opposition
D4 Patent maintained restricted
8339 Ceased/non-payment of the annual fee